在化工生产领域，对于酸碱类溶剂浓度的精确测量是确保生产过程稳定、产品质量可靠的关键环节。美国 Electron Machine Corp 公司研发的 MPR E-Scan 硫酸浓度分析仪，凭借其基于临界角折光原理设计，成为了在线测量酸碱类溶剂浓度的有力工具。
折光原理剖析
MPR E-Scan 分析仪的核心测量原理基于光的折射现象，具体采用临界角测量法。仪器内部的 LED 光源发出光线，这些光线穿过棱镜表面，并经过棱镜的反射面反射后到达工作面，也就是棱镜与工艺流体的接触面。在这个接触面上，光线会以一系列不同的角度横穿，其中包括与被测量流体的临界角（Ic）。当光线以大于临界角的角度穿过工作面时，会被折射进入测量流体中；而以小于临界角的角度穿过时，则会被反射到棱镜的另一个反射面，然后穿过棱镜到达 CCD 线性阵列组并被扫描。该分析仪所使用的 CCD 线性阵列包含多达 2048 个独立的象素点，通过电子扫描形成简单的光线和黑暗间隔图象。当过程流体的折射率发生改变时，临界角也会随之变化，这将改变光亮 / 黑暗时间的比率，而 CCD 能够敏锐地检测到这种变化。随后，时间间隔的变化会被处理和加强，并最终以折射率、Brix、固形物含量或其他用户所需的测量单位形式显示出来。这种 CCD 扫描测量技术具备敏感度，并且不会受到被测流体中夹带的气泡或震动流的干扰，从而保证了测量结果的准确性和稳定性。
测量酸碱类溶剂的优势
高精度与高重复性：MPR E-Scan 分析仪能够提供测量精度，对于硫酸浓度的测量，其精度可达到 ±0.05%，重复性和灵敏度均优于 0.05%。这使得在化工生产过程中，能够精准地控制酸碱类溶剂的浓度，确保产品质量的一致性和稳定性，有效减少因浓度偏差导致的产品质量问题。
免维护与自动清洗：仪器设计采用了无移动部件的结构，大大降低了因部件磨损而需要维护的频率，实现了免维护的优势。同时，还具备棱镜自动清洗程序（可作为硬件选购），能够在测量过程中自动对棱镜进行清洗，防止酸碱类溶剂中的杂质附着在棱镜表面影响测量精度，保证仪器长期稳定运行。
适应复杂环境：整个分析仪的防护等级达到 NEMA 4X，无论是电子显示操作箱还是探头，都能有效抵御外界环境的侵蚀，适应高温、潮湿、腐蚀性气体等恶劣工业环境。其电子控制台由模制玻璃纤维聚酯制成，可在恶劣环境中为内部电子元件提供可靠保护。此外，仪器的分体式设计将仪器 CPU 和主要电路板与光学部分分离，使系统更耐高温和振动，进一步提高了在复杂工业环境下的稳定性和可靠性。
多种通讯协议支持：该分析仪具备多种通讯协议，如 Profibus、Hart、Rs232 或 485 等，能够方便地与工厂现有的自动化控制系统（如 DCS 或 PLC）进行集成。通过这些通讯协议，分析仪可以实时将测量数据传输到控制系统中，实现对生产过程的自动化监控和控制。当检测到酸碱类溶剂浓度偏离设定值时，控制系统能够根据预设程序自动调整相关生产设备的运行参数，确保生产过程始终处于最佳状态。
应用场景广泛
化工原料行业：在磷酸、硝酸等化工原料的生产过程中，MPR E-Scan 分析仪可用于实时监测反应过程中酸碱类溶剂的浓度变化，为生产工艺的优化提供准确数据支持，保障产品质量和生产效率。例如，在硫酸生产过程中，从发烟硫酸的制备到最终硫酸产品的形成，整个流程中对硫酸浓度的精确控制至关重要。发烟硫酸由 SO3 溶于 H2SO4 生成，而发烟硫酸溶于水又生成硫酸，在这个双接触过程中，MPR E-Scan 分析仪能够精确测量各阶段硫酸溶液的浓度，遵循稀释过程的严格要求，确保生产过程的顺利进行。
涂料行业：对于涂料生产中涉及的酸碱类溶剂，如钛氧化物生产过程中使用的相关溶剂，该分析仪可在线测量其浓度，帮助企业精准控制生产配方，提高涂料产品的质量稳定性和性能一致性。
化肥行业：在化肥生产过程中，许多反应需要精确控制酸碱类溶剂的浓度。MPR E-Scan 分析仪能够实时监测反应液的浓度，为化肥生产提供可靠的数据依据，确保化肥产品的养分含量符合标准，提高化肥的肥效和质量。
电池酸液产品：在电池生产过程中，电池酸液的浓度对电池的性能和寿命有着关键影响。MPR E-Scan 分析仪可用于在线测量电池酸液的浓度，保证酸液浓度的准确性，从而提高电池产品的质量和性能稳定性。
钢铁行业酸洗池：钢铁行业在酸洗工艺中需要使用大量的酸液，如硫酸等。MPR E-Scan 分析仪能够实时监测酸洗池中酸液的浓度，及时调整酸液的补充和更换，确保酸洗效果的一致性，提高钢铁产品的表面质量，同时减少酸液的浪费和环境污染。
芳纶 1414 纺丝凝固浴：在芳纶 1414 纺丝过程中，凝固浴中酸碱类溶剂的浓度对纤维的成型和性能有着重要影响。MPR E-Scan 分析仪可在线测量凝固浴中溶剂的浓度，为纺丝工艺的稳定运行提供保障，提高芳纶纤维的质量和生产效率。
